瞬态干扰抑制器详解
瞬态抑制器 TVS技术介绍
瞬态抑制器TVS技术介绍1.静电的产生简单的说就是两物质经由接触摩擦而失去电子或得到电子，使带「不流动」的电荷称之静电。
举例说明：垫板经由与人体摩擦后可吸引头发；尼龙裤或羊毛衣脱下时，因与人体摩擦而产生静电，在接触到空气而中和，以至于发出霹ㄆㄚ声响。
相对湿度也是影响摩擦生电的电量大小的因素，再低于45度以下时，会产生比处于55度以上的湿度下，更大的电压，破坏性也相对较大。
合理的相对湿度在30~60度之间＊静电的能量公式如下静电的能量＝1/2*C*V²Q＝C*V电荷总量不变若C减少则V增加2.ESD故障模式※人体放电模式HBM(Human-Body Model)※组件充电模式CDM(Charged-Device Model)※机器放电模式MM(Machine Model)※电场感应模式FIM(Field-Induced Model)HBM模式概念摩擦－带电－接触－放电－损坏人体经由某种因素累积了静电，此时若接触到IC的接脚或其它导电部分，因两者之间电位不同，而IC某处又提供静电电荷消散路径时，将发生静电电荷消散，最后达到电荷平衡状态，在此一过程的极短时间(ns)内产生数安培的放电电流。
CDM模式概念IC因摩擦或者其它因素而在IC内部累积了静电电荷，当IC在处理过程中，若碰触到接地表面，则静电将至内部流出造成放电现象，CDM上升时间约100ps，损坏时间则在20-50ps间即发生。
MM模式概念机器放电模式是指在IC生产过程中，因为制程的自动化、机械化，生产机台本身因此累积了静电电荷，当机器碰触IC时，静电电荷便从IC接脚放电。
FIM模式概念电场感应模式意指当IC因输送带或其它因素经过一电场时，其相对极性电荷可能会自IC接脚排放，待IC通过电场之后，IC本身便累积了静电电荷，此电荷便会以类似CDM模式放电。
3.静电放电的失效判定标准通常有下列三种方法：故障等级：等级A：经ESD测试后系统功能正常。
瞬态抑制器SMF6.0CA型号特性
瞬态抑制器SMF6.0CA型号特性硕凯电子（Sylvia）一、SMF系列描述The SMF series is designed specifically to protect sensitive electronic equipment from voltage transients induced by lightning and other transient voltage events.二、最大额定值三、功能图四、产品特性1、兼容工业标准的SOD-123封装2、为表面安装应用优化电路板空间3、低泄漏4、单向和双向单元5、玻璃钝化结6、低电感7、优良的钳位能力8、200W的峰值功率能力在10×1000μ波形重复率（占空比）：0.01%9、快速响应时间：从0伏特到最小击穿电压通常小于1.0ps10、高温焊接：终端260°C/40秒11、典型的最大温度系数△Vbr=0.1%x Vbr@25°C x△T12、塑料包装有保险商实验室可燃性94V-013、无铅镀雾锡14、无卤化，符合RoHS15、典型失效模式是在指定的电压或电流下出现16、晶须测试是基于JEDEC JESD201A每个表4a及4c进行的17、IEC-61000-4-2ESD15kV(空气)，8kV(接触)18、数据线的ESD保护符合IEC61000-4-2(IEC801-2)19、数据线的EFT保护符合IEC61000-4-4(IEC801-4)五、产品图六、曲线图七、峰值浪涌八、包装数量九、编带说明十、产品应用TVS器件非常适合保护I/O接口，Vcc总线和其他应用于电信、计算机、工业和消费电子应用的易损电路。
瞬态电压抑制二极管（TVS）特点及主要参数
瞬态电压抑制二极管（TVS）特点及主要参数一、TVS器件的特点瞬态（瞬变）电压抑制二级管简称TVS器件，在规定的反向应用条件下，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时，其工作阻抗能立即降至很低的导通值，允许大电流通过，并将电压箝制到预定水平，从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。
TVS能承受的瞬时脉冲功率可达上千瓦，其箝位响应时间仅为1ps（10-12S）。
TVS允许的正向浪涌电流在T ＝25℃，T＝10ms条件下，可达50～200A 。
双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。
二、TVS器件的电特性1、单向TVS的V-I特性如图1-1所示，单向TVS的正向特性与普通稳压二极管相同，反向击穿拐点近似“直角”为硬击穿，为典型的PN结雪崩器件。
从击穿点到Vc值所对应的曲线段表明，当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并保持在这一水平上。
2、双向TVS的V-I特性如图1-2所示，双向TVS的V-I特性曲线如同两只单向TVS“背靠背”组合，其正反两个方向都具有相同的雪崩击穿特性和箝位特性，正反两面击穿电压的对称关系为：0.9≤V(BR)(正) /V（BR）(反) ≤1.1，一旦加在它两端的干扰电压超过箝位电压Vc就会立刻被抑制掉，双向TVS在交流回路应用十分方便。
三、TVS器件的主要电参数1、击穿电压V(BR)器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR) 下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。
2、最大反向脉冲峰值电流IPP在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流。
IPP与最大箝位电压Vc(MAX)的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。
使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。
图1-3表明当瞬时脉冲峰值电流出现时，TVS被击穿，并由击穿电压值上升至最大箝位电压值，随着脉冲电流呈指数下降，箝位电压亦下降，恢复到原来状态。
常见防雷(surge,lighting)器件(TVS,压敏电阻,气体放电管,固体放电管,SPD)应用
常见防雷（surge,lighting)器件(TVS,压敏电阻，气体放电管，固体放电管，SP D)应用TVS瞬态干扰抑制器性能与应用瞬态干扰瞬态干扰指交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号，其特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大。
瞬态干扰会造成控制系统的电源电压的波动；当瞬态电压叠加在控制系统的输入电压上，使输入控制系统的电压超过系统内部器件的极限电压时，便会损坏控制系统内部的设备，因此必须采用抑制措施。
硅瞬变吸收二极管硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管，是箝位型的干扰吸收器件；其应用是与被保护设备并联使用。
硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力，及极多的电压档次。
可用于保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。
TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管)两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。
使用中TVS管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10％左右，以防止因线路工作电压接近TVS击穿电压，使TVS漏电流影响电路正常工作；也避免因环境温度变化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。
TVS管有多种封装形式，如轴向引线产品可用在电源馈线上；双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。
TVS的特性TVS的电路符号和普通的稳压管相同。
其电压-电流特性曲线如图1所示。
其正向特性与普通二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。
图2是TVS的电流-时间和电压-时间曲线。
在浪涌电压的作用下，TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM上升到击穿电压VBR，而被击穿。
随着击穿电流的出现，流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。
其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极间的电压也不断下降，最后恢复到初态，这就是TVS抑制可能出现的浪涌脉冲功率，保护电子元器件的过程。
瞬态电压抑制二极管特点及主要参数
瞬态电压抑制二极管特点及主要参数瞬态电压抑制二极管（Transient Voltage Suppression Diode，简称TVS）是一种具有快速响应速度和高抑制能力的电子器件，用于保护电路免受瞬态电压损害。
本文将介绍TVS的特点及其主要参数。
一、特点：1.快速响应：TVS具有快速响应的特点，可以对电路中的瞬态电压进行实时抑制和压制，从而保护电路中的敏感元件免受电压激发。
2.高抑制能力：TVS具有很高的能量抑制能力，能够抑制各种瞬态电压的能量，如雷击、电源噪声等，有效地保护电路。
3.可靠性高：TVS采用高可靠性材料制造，具有长寿命，能够在宽温度范围内正常工作，适应各种环境。
4.低导通电压：TVS的导通电压很低，通常在几伏范围内，可以快速地将瞬态电压导通到接地，从而保护电路中的各种敏感元件。
5.极低反向漏电流：TVS的反向漏电流很低，几乎可以忽略不计，可以避免对电路其他部分的影响。
6.可重复使用：TVS在电压脉冲消失后可以自动恢复正常工作状态，可以重复使用。
7.尺寸小：TVS体积小，适合在电路板上进行集成设计，减少系统空间占用。
二、主要参数：1. 额定电压（Rated Voltage）：TVS的额定电压是指在正常工作状态下，TVS的最高允许电压。
通常使用Vr表示。
2. 极限电压（Breakdown Voltage）：TVS的极限电压是指TVS开始导通的电压，也是TVS开始工作的电压。
3. 峰值脉冲功率（Peak Pulse Power）：TVS的峰值脉冲功率是指TVS可以吸收的最大脉冲能量。
4. 导通电压（Clamping Voltage）：当TVS开始导通时，导通电压是指在导通状态下TVS两端的电压。
5. 漏电流（Leakage Current）：TVS正常工作时的反向漏电流。
漏电流应该尽量小，以避免对电路的干扰。
6. 响应时间（Response Time）：TVS响应电压的时间，通常以纳秒为单位。
5v电源用的瞬态抑制电路
5v电源用的瞬态抑制电路瞬态抑制电路是一种用于保护电路免受瞬态电压干扰的重要电路。
在使用5V电源的电路中，瞬态抑制电路的设计和应用显得尤为重要。
本文将介绍瞬态抑制电路的原理、常见的应用场景以及设计要点。
瞬态抑制电路的原理是利用电容器和电阻器的组合，通过分流和吸收瞬态电压，保护电路中的元件免受损坏。
在5V电源的应用中，常见的瞬态抑制电路包括电容器、二极管和金属氧化物半导体场效应管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，简称MOSFET）等。
电容器是瞬态抑制电路中常用的元件之一。
它具有储存电荷的特性，在电压瞬变时能够吸收和释放电荷，从而起到抑制电压波动的作用。
在5V电源应用中，可以将电容器连接在电源和地之间，以实现对瞬态电压的吸收和抑制。
二极管也是瞬态抑制电路中常见的元件之一。
二极管具有单向导电性，能够将电流限制在一个方向上流动，从而起到保护电路的作用。
在5V电源应用中，可以将二极管连接在电路的输入和地之间，以防止瞬态电压进入电路。
MOSFET也是瞬态抑制电路中常用的元件之一。
它具有高阻态和低导态的特性，能够在瞬态电压出现时迅速切换至高阻态，从而降低电路中的电压波动。
在5V电源应用中，可以将MOSFET连接在电路的输入和地之间，以实现对瞬态电压的抑制和保护。
瞬态抑制电路在5V电源应用中的常见场景包括：电源输入端的瞬态抑制、信号输入端的瞬态抑制以及电源和信号共用端的瞬态抑制。
在电源输入端的瞬态抑制中，可以通过连接电容器和二极管来吸收和限制瞬态电压。
在信号输入端的瞬态抑制中，可以通过连接电容器和MOSFET来吸收和抑制瞬态电压。
在电源和信号共用端的瞬态抑制中，可以综合运用电容器、二极管和MOSFET等元件，以实现对瞬态电压的全面抑制和保护。
设计瞬态抑制电路时，需要注意以下几个要点。
首先，要根据实际应用需求选择合适的元件和参数。
例如，选择合适的电容器容值和电阻器阻值，以及合适的二极管和MOSFET型号。
瞬态电压抑制器原理
瞬态电压抑制器原理瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressor，简称TVS）是一种能够保护电子设备免受电压突变或电磁干扰的损害的电子元件。
它主要通过将过电压引入到自身，将其能量耗散掉，从而保护后续电路的稳定工作。
瞬态电压抑制器的工作原理可以简单地用两个关键词来概括：快速响应和高能耗散。
首先，当输入电压出现突变或干扰时，瞬态电压抑制器能够迅速响应并将电压过载引入到它自身。
其次，由于瞬态电压抑制器内部结构特殊，它具有较高的能量耗散能力，能够将过电压中的能量以较快的速率散热，从而保护后续电路。
瞬态电压抑制器通常由金属氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET）和二极管组成。
在正常工作状态下，瞬态电压抑制器相当于一个高阻抗状态，不对信号产生任何干扰。
而当输入电压出现瞬态过电压时，MOSFET会迅速将电压过载引入到瞬态电压抑制器内部。
此时，二极管的主要作用是将过电压能量耗散，保证整个电路的稳定性。
瞬态电压抑制器的响应时间非常短，通常在纳秒级别。
这使得它能够迅速响应并吸收过电压，从而保护后续电路免受损害。
此外，瞬态电压抑制器还具有较高的能量耗散能力。
这主要得益于MOSFET和二极管的特殊结构和材料选择，使其能够更好地耗散过电压中的能量。
瞬态电压抑制器有广泛的应用领域。
例如，在电子设备中，输入电压的瞬态过电压可能会对后续电路产生不可逆的损害。
通过使用瞬态电压抑制器，可以将这些过电压引入到电压抑制器内部，从而保护后续电路。
此外，瞬态电压抑制器还广泛应用于通信设备、汽车电子、工业控制等领域。
瞬态电压抑制器是一种能够保护电子设备免受电压突变或电磁干扰的损害的电子元件。
它通过快速响应和高能耗散的原理，将过电压引入到自身并将其能量耗散掉，从而保护后续电路的稳定工作。
瞬态电压抑制器具有响应速度快、能量耗散能力强的特点，广泛应用于各个领域。
滤波及瞬态干扰抑制
瞬态干扰
继电器切换（EFT）：IEC61000-4-4
东南大学电磁兼容研究室 2013-11-19 34
瞬态干扰
继电器切换（EFT）：IEC61000-4-4
东南大学电磁兼容研究室 2013-11-19 35
瞬态干扰
开关通断、雷电：（浪涌）：IEC61000-4-5
点，特别是在频率超过100MHz时。
东南大学电磁兼容研究室 2013-11-19 21
屏蔽对滤波器性能的影响
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.1
衰减 (dB)
安装在屏蔽壳体接 口处
4.7nF 的三端电容器安 装在无屏蔽的PCB板上
1
10
MHz
100
1,000
东南大学电磁兼容研究室 2013-11-19 22
2013-11-19
15
电容器
实际的电容器除呈现电容特性外，还含有电阻和电感成分 金属化薄膜电容等效电路
实际电容器的阻频特性
电容的容量愈大，高频性能越差。EMC抑制应用中，陶瓷 电容的高频特性较好
东南大学电磁兼容研究室 16
2013-11-19
电感器
实际电感器总有电阻和分布电容，其等效电路：
东南大学电磁兼容研究室 2013-11-19 39
瞬态干扰
静电放电:IEC 61000-4-2
东南大学电磁兼容研究室 2013-11-19 40
瞬态干扰
静电放电:IEC 61000-4-2
东南大学电磁兼容研究室 2013-11-19 41
HEMP和HPEM
TVS测试EMC方法介绍
TVS测试EMC方法介绍电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因，常给人们带来无法估量的损失。
这些干扰通常来自于电力设备的起停操作、交流电网的不稳定、雷电干扰及静电放电等，瞬态干扰几乎无处不在、无时不有，使人感到防不胜防。
幸好，一种高效能的电路保护器件TVS的出现使瞬态干扰得到了有效抑制。
TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）或称瞬变电压抑制二极管是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品。
其电路符号和普通稳压二极管相同，外形也与普通二极管无异，当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度（最高达1*１0-12秒）使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
)2TVS的特性图1 TVS特性曲线如果用图示仪观察TVS的特性，就可得到图1中左图所示的波形。
如果单就这个曲线来看,TVS管和普通稳压管的击穿特性没有什么区别，为典型的PN结雪崩器件。
但这条曲线只反映了TVS特性的一个部分，还必须补充右图所示的特性曲线，才能反映TVS的全部特性。
这是在双踪示波器上观察到的TVS管承受大电流冲击时的电流及电压波形。
图中曲线1是TVS管中的电流波形，它表示流过TVS管的电流由1mA突然上升到峰值，然后按指数规律下降，造成这种电流冲击的原因可能是雷击、过压等。
曲线2是TVS管两端电压的波形，它表示TVS中的电流突然上升时，TVS两端电压也随之上升，但最大只上升到VC值，这个值比击穿电压VBR略大，从而对后面的电路元件起到保护作用。
3TVS的参数图2 TVS特性及参数A. 击穿电压（VBR）：TVS在此时阻抗骤然降低，处于雪崩击穿状态。
B. 测试电流（IT）：TVS的击穿电压VBR在此电流下测量而得。
一般情况下IT取１MA。
C. 反向工作电压（VRWM）：器件反向工作时，在规定的IR下，器件两端的电压值称为最大反向工作电压VRWM。
瞬态干扰抑制器
瞬态干扰抑制器瞬态干扰指沟通电网上浮现的浪涌、振铃电压、火花放电等眨眼干扰信号，其特点是作用时光极短，但电压幅度高、瞬态能量大。
瞬态干扰会造成控制系统的电源电压的波动；当瞬态电压叠加在控制系统的输入电压上，使输入控制系统的电压超过系统内部器件的极限电压时，便会损坏控制系统内部的设备，因此必需采纳抑制措施。
硅瞬变汲取硅瞬变汲取二极管的工作有点象一般的稳压管，是箝位型的干扰汲取器件；其应用是与被庇护设备并联用法。
硅瞬变电压汲取二极管具有极快的响应时光(亚纳秒级)和相当高的浪涌汲取能力，及极多的电压档次。
可用于庇护设备或免受静电、性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷所产生的过电压。
TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背衔接的二极管)两种，它们的主要参数是击穿电压、漏和。
用法中TVS 管的击穿电压要比被庇护电路工作电压高10％左右，以防止因线路工作电压临近TVS击穿电压，使TVS漏电流影响电路正常工作；也避开因环境温度变幻导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。
TVS管有多种封装形式，如轴向引线产品可用在电源馈线上；双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为规律电路、I/O及数据总线的庇护。
TVS的特性TVS的电路符号和一般的稳压管相同。
其电压-电流特性曲线1所示。
其正向特性与一般二极管相同，反向特性为典型的PN结雪崩器件。
图2是TVS的电流-时光和电压-时光曲线。
在浪涌电压的作用下，TVS两极间的电压由额定反向关断电压VWM升高到击穿电压VBR，而被击穿。
随着击穿电流的浮现，流过TVS的电流将达到峰值脉冲电流IPP，同时在其两端的电压被箝位到预定的最大箝位电压VC以下。
其后，随着脉冲电流按指数衰减，TVS两极间的电压也不断下降，最后复原到初态，这就是TVS抑制可能浮现的浪涌脉冲功率，庇护元器件的过程。
当TVS两极受到反向高能量冲击时，它能以10"12s级的速度，将其两极间的阻抗由高变低，汲取高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电位箝位于预定值，有效地庇护电子设备中的元器件免受浪涌脉冲的伤害。
瞬态干扰抑制
电压和较低的静电电压都比中等程度的静电电压产生的静 电放电更容易引起电路干扰。关于这种现象的解释如下： 电 压较低时： 带电体几乎接触上接地导体时才发生放电， 放电
不良俗接
圈 １ 静电放电对电路产生干扰的机理
．直接传导： 静电放电电流直接流过电路， 通常会对电
地线问题的一个主要原因。值得注意的是， 由于静电放电的
瞬态干扰抑制（ 二）
对于 来自电源线和信号线上的瞬态干扰， 如果能正确地 使用瞬态抑制器件和低通滤波器 ，往往可以获得较好的效 果＿当 个产品静电放电试验失败时， 如果佳得了静电放电 干扰的机理 ， 就能采取妥善的对策。
频率很高， 因此， 机箱与线路板之间的杂散电容度可以成为 静电放电的通路 ．电容锅合和电感藕合： 金属机箱或电缆上的睁电放电 电流产生的电磁场通过寄生电容或电感祸合进敏感电路。 特 别是当机箱 卜 有导电不连续点时， 这些不连续点的附近会有
的损坏〔 ） 图３ 。对于 这种问题的解决方法如下： ．屏蔽电缆： 两个机箱之间用屏蔽电缆连接， 通过电缆
放电电流进人电路；
． 对敏感电路进行局部屏蔽 。 使它不会受到静电放电产
生的电磁场影响 ；
的屏蔽层将两个机箱连接在一起．使它们的电位同升同降， 因此可以 使两个机箱之间的电位差尽量小。这里， 机箱与电 缆屏蔽层之间的搭接方式很重要， 要使两个设备的电位差尽
ｎｔ Ｆ ｌ ， ｏｄ ｔｎ Ｎ ｗ ｒ Ｍ Ｇａ 一 ｉ １８． ｅｃ ｄ ｓ ｎ ｅｉ ， Ｙ ｋ ｃ ｒ Ｈｌ ９ ７ ｉ ｉｓ ｅ ｅ ｃ ｄｉ ｏ ｅ ｏ ： ｗ ，
９ ． Ｎ ｒ ａ Ｖｏ ｔ ， ｎｌ ． ． ｏｍ ｎ ｉｅｅ ｏａ Ｒ ． ｉ ａｄ ． Ｊ Ｌ ｌｔ Ｄ ｄ Ｊ Ｗｈｔ ｎ ｅ
电磁兼容讲义-滤波及瞬态干扰抑制
主要内容
9.1 干扰滤波在EMC设计中作用 9.2 差模干扰和共模干扰 9.3 常用滤波电路 9.4 怎样制作有效的滤波器 9.5 正确使用滤波器 9.6 瞬态干扰 9.7 瞬态干扰抑制
9.2 差模干扰和共模干扰
9.4 怎样制作有效的滤波器
根据阻抗选用滤波电路
源阻抗 高 高 低
低
电路结构 C、、多级 、多级 反、多级反
L、多级L
负载阻抗 高 低 高
低
规律：电容对高阻，电感对低阻
9.4 怎样制作有效的滤波器
插入损耗的估算
IL
Zs C
ZL ~
Fco = 1/(2 Rp C) Fco = Rs/(2 L）
Zs
对应EMC实验：浪涌 特点：能量大
9.6 瞬态干扰
静电放电现象
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋＋
对应EMC实验：ESD
I
放电电流 I
t
1ns
100ns
特点：频率范围宽
9.6 瞬态干扰
瞬态干扰的频谱
A
2A
0.5A
瞬态类型 EFT ESD 浪涌
时间
1/ 1/tr
频率
tr
5ns 50ns
1ns 30ns
滤波器高频性能差 滤波器高频性能好
9.5 正确使用滤波器
改善滤波器高频特性的方法
精心绕制或多个电感串联
或
9.5 正确使用滤波器
端接阻抗对滤波性能影响－注意插入增益问题
插入损耗
0 -10
50 / 50 100 / 0.1 或 0.1 / 100
5v电源用的瞬态抑制电路
5V电源用的瞬态抑制电路简介在电子设备中，稳定的电源是保证设备正常运行的关键因素之一。
然而，电源中常常存在着各种噪声和干扰，如瞬态干扰、尖峰噪声等，这些干扰会影响设备的性能和可靠性。
为了解决这个问题，我们需要使用瞬态抑制电路来消除电源中的这些干扰。
本文将详细介绍5V电源用的瞬态抑制电路的原理、设计和应用。
原理瞬态抑制电路是一种用于抑制电源中瞬态干扰的电路。
当电源中出现瞬态干扰时，瞬态抑制电路会通过一系列的滤波、降噪和抑制操作，将干扰信号从电源中滤除，以确保电源输出的稳定性和可靠性。
5V电源用的瞬态抑制电路通常由以下几个主要组成部分构成：1.滤波电容：用于滤除电源中的高频噪声和瞬态干扰。
滤波电容的参数选择需要考虑电源的负载电流和频率响应。
2.电感元件：用于抑制电源中的尖峰噪声和瞬态干扰。
电感元件的参数选择需要考虑电源的负载电流和频率响应。
3.瞬态电压抑制器：用于抑制电源中的瞬态干扰。
瞬态电压抑制器通常采用二极管、MOS管等元件构成的保护电路，当电源中出现瞬态干扰时，保护电路会通过快速响应的方式将干扰信号抑制在一个安全范围内。
4.稳压器：用于将电源输出电压稳定在5V。
稳压器通常采用线性稳压器或开关稳压器，通过负反馈控制，将电源输出电压保持在设定值。
设计设计5V电源用的瞬态抑制电路时，需要考虑以下几个关键因素：1.负载电流：根据实际应用需求确定电源的负载电流。
负载电流的大小会影响滤波电容和电感元件的选择。
2.瞬态干扰频率范围：根据电源中可能出现的瞬态干扰频率范围，选择合适的滤波电容和电感元件。
3.稳压器的稳定性和效率：选择合适的稳压器，确保稳定器能够在负载变化时仍能保持输出电压的稳定性和效率。
4.PCB设计和布局：合理设计PCB布局，减少干扰和噪声的传播，提高抑制效果。
5.元器件的可靠性和寿命：选择质量可靠、寿命长的元器件，确保电路的稳定性和可靠性。
应用5V电源用的瞬态抑制电路广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、工业控制设备等。
TVS的特性与工作原理
TVS的特性与工作原理TVS（Transient Voltage Suppressor）即瞬态电压抑制器，是一种用于保护电子设备免受瞬态电压冲击的电气器件。
它能够通过提供通路来消耗瞬态电压的能量，使电子设备避免瞬态电压冲击的损坏。
在本文中，将详细介绍TVS的特性以及其工作原理。
1.超快响应时间：TVS器件的响应时间非常快，通常在纳秒级别，能够迅速响应并吸收瞬态电压的能量。
2.高电流容量：TVS器件能够承受高电流冲击，通常具有较高的耐电流能力，能够提供足够的通路来吸收电压峰值。
3.高能量容量：TVS器件具有较高的能量容量，能够吸收电压脉冲的能量。
4.低静态电压：TVS器件在正常工作状态下的电压非常低，不会对电路的正常工作产生影响。
TVS的工作原理：TVS器件的主要构成是一个特殊的二极管结构，由一个PN结和一个反向导通二极管组成。
1.当电路正常工作时，TVS器件处于断开状态。
在这种情况下，离子掺杂的半导体材料使得PN结两侧产生空穴和自由电子，从而形成绝缘层，电流无法流过。
2.当瞬态电压超过设定的阈值时，TVS器件将迅速切换到导通状态。
在导通状态下，反向导通二极管会提供一个低阻抗路径，使瞬态电压得以通路流过。
3.通过提供低阻抗通路，TVS器件将吸收瞬态电压的能量，将其耗散为热能，从而保护电子设备不受损害。
4.当瞬态电压下降到设定的阈值以下时，TVS器件将恢复到断开状态，不再提供通路。
TVS的工作原理可简化为两个阶段：断开状态和导通状态。
当电路正常工作时，TVS器件处于断开状态，不影响电路的正常工作。
只有当瞬态电压超过设定的阈值时，TVS器件将迅速切换到导通状态，吸收瞬态电压的能量，保护电子设备。
一旦瞬态电压下降到设定的阈值以下，TVS器件将恢复到断开状态，不再提供通路。
总结：TVS是一种用于保护电子设备的瞬态电压抑制器。
它具有超快的响应时间、高电流容量和能量容量，能够迅速响应并吸收瞬态电压的能量。
TVS器件的工作原理通过切换导通状态提供通路，吸收瞬态电压的能量，保护电子设备不受损害。
第七部分瞬态脉冲干扰的抑制课件
线路整理技术
线路整理技术是通过合理规划和管理 线路，避免线路之间的相互干扰和交 叉，从而减少瞬态脉冲干扰的产生。
线路整理技术简单易行，成本较低， 适用于各种设备和线路的干扰抑制。
线路整理技术包括合理布置线路、选 择合适的线缆类型、控制线缆长度等 措施，可以有效减少线路之间的电磁 干扰和静电干扰。
高性能接地系统
总结词
高性能接地系统能够有效地将瞬态脉冲干扰引入大地，降低对设备和系统的干扰 。
详细描述
接地系统是抑制瞬态脉冲干扰的重要手段之一。通过设计和优化接地系统的结构 和性能参数，如采用多级接地、优化接地电阻和电感等，可以有效提高接地系统 的导电性能和热稳定性，从而更好地抑制瞬态脉冲干扰的传播。
03
瞬态脉冲干扰抑制实例
家庭用电瞬态脉冲干扰抑制
02
01
03
家庭用电瞬态脉冲干扰来源
主要来源于电器设备的开关动作、雷电等。
抑制措施
使用电涌保护器、安装滤波器、合理布线等。
效果
有效降低瞬态脉冲干扰对家用电器和电子设备的损害 。
工业用电瞬态脉冲干扰抑制
工业用电瞬态脉冲干扰来源
主要来源于大型电动机、变频器等设备的开关动作。
线路整理新技术
总结词
线路整理新技术能够有效地减少线路间的电磁干扰和耦合效应，降低瞬态脉冲干扰的影 响。
详细描述
线路整理包括线缆的布局、捆扎和固定等。通过采用新型的线路整理技术和材料，如电 磁屏蔽材料、导电胶带等，可以有效地减少线路间的电磁干扰和耦合效应，降低瞬态脉 冲干扰对设备和系统的影响。同时，合理的线路整理还能够提高设备的可靠性和维护性
瞬态干扰抑制讲解
击穿电压
阳极(+)
30 V 电子流
维持电压 接触点距离
阴极(－)
维持电压一般为20－30V，维持电流一般为1A。
当电压或电流不满足条件时，弧光放电终止
弧光放电 金属气化 气体金属桥上电流由电路电阻和电源电压决定。
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2. 电快速瞬变脉冲群（EFT）
避免触头气体击穿的两个条件 1) 使触头间电压始终保持低于击穿电压，防止辉光放电。 2) 使触头电压的起始上升率低于产生弧光放电的临界值(对大多数触头来说1V/微妙)，
电感性负载
在电气和机电设备中常见的一种瞬态干扰是由继电器、马达、变压器等电感器件和开 关动作产生的。
一般这些器件构成系统的一部分，因此干扰往往在系统内部产生。设计人员对此应给 予足够的重视。
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2. 电快速瞬变脉冲群（EFT）
开关触点击穿导通机理
气 隙 上 的 电 压
320V
击穿电压
维持电压
ESD对电路工作影响的机理
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4 .静电放电干扰及其防护
ESD防护设计及措施 减少ESD影响的设计原则：
阻止ESD产生 阻止EMI耦合到来自路或设备 通过设计工艺增加设备固有的抗骚扰性
减少ESD影响的附件保护措施
设备中不用的输入端允许处于不连接或者悬浮状态 应用滤波器阻止ESD耦合至设备 PCB设计：走线是ESD产生EMI的发射天线， 要求线短,包围面积小 外壳设计，为减少EMI缝隙边沿每隔一段距离应电连接 正确设计电缆保护系统 软件EMI抑制措施
I
特点：频率范围宽
放电电流 I
t
1ns
100ns
静电放电产生电磁干扰的实质：
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瞬态干扰抑制器详解
瞬态干扰指交流电网上出现的浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号，其特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬态能量大。
瞬态干扰
会造成控制系统的电源电压的波动;当瞬态电压叠加在控制系统的输入电压上，使输入控制系统的电压超过系统内部器件的极限电压时，便会损坏控制系统
内部的设备，因此必须采用抑制措施。
硅瞬变吸收二极管
硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管，是箝位型的干扰吸收器件;其应用是与被保护设备并联使用。
硅瞬变电压吸收二极管具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力，及极多的电压档次。
可用于
保护设备或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及感应雷
所产生的过电压。
TVS管有单方向(单个二极管)和双方向(两个背对背连接的二极管)两种，它们的主要参数是击穿电压、漏电流和电容。
使用中TVS
管的击穿电压要比被保护电路工作电压高10%左右，以防止因线路工作电压
接近TVS击穿电压，使TVS漏电流影响电路正常工作;也避免因环境温度变
化导致TVS管击穿电压落入线路正常工作电压的范围。
TVS管有多种封装形式，如轴向引线产品可用在电源馈线上;双列直插的和表面贴装的适合于在印刷板上作为逻辑电路、I/O总线及数据总线的保护。